PXE启动技术在计算机实验室的应用

摘要：介绍了PXE启动技术的工作原理并结合Ghost Cast Server8.3企业版和Tftpd32程序，实现计算机在不使用光驱和软驱的情况下进行网络克隆的功能。

关键词：PXE启动技术　GhostCast　克隆　Tftpd32　实验室

中图分类号：TP307　文献标识码：B　文章编号：1002－2422(2008)03－0081－02

1　PXE启动技术的工作原理及优势

PXE(Preboot Execution Environment)是Intel公司开发的最新技术，工作于Client,Server的网络模式下，其通信协议采用TCPAP，支持工作站通过网络从远端服务器下载映像，并由此支持来自网络的操作系统的启动过程。以工作站引导过程说明PXE的原理：

(1)工作站开机后，PXE BootROM获得控制权之前先做自我测试，然后以广播形式发出一个请求FIND帧；

(2)如果服务器收到工作站所送出的要求，就会送回DHCP回应，内容包括工作站的IP地址，预设通讯通道，及开机映像文件；否则，服务器会忽略这个要求，造成客户端计算机启动失败；

(3)工作站收到服务器发回的响应后，则会回应一个帧，以请求传送启动所需文件，此时工作站把自己的MAC地址写到服务器端Netnames，db文件中；

(4)之后将有更多的讯息在工作站与服务器之间作应答，用以决定启动参数。BootROM由TFTP通讯协议从服务器下载开机映像文件， 这个映像文件可以只是单纯的引导程序也可以是操作系统。开机映像文件将包含kernelloader及压缩过的kernel，此kernel将支持NTFS ROoT系统。工作站使用TFTP协议接收启动文件后，将控制权转交启动文件，工作站根据下载的映像文件启动机器，完成远程启动。

把PXE启动的过程与使用光盘或软盘启动过程进行比较，PXE启动优势明显，主要表现在以下四方面：

(1)PXE启动代码集成在网卡启动芯片中，无需使用光盘或软盘就可以实现远程引导；

(2)PXE启动速度受网速影响，在当今100M/1000M网速带动下，PXE启动远快于使用软盘引导，而与使用光盘引导速度相似。节省了系统维护时间；

(3)由于PXE启动无需使用光盘或软盘就可以实现远程引导从而省去安装光驱、软驱的费用；

(4)实现以Windows 2000 Server及更高Server版本为服务器操作系统组建而成的PXE无盘网络。

2　网络克隆前的准备工作

2.1系统镜像文件的制作

通常一个实验室的计算机硬件配置都基本相同，所需要安装的软件也基本一致，这为顺利进行网络多播克隆提供了可能。先在一台工作站计算机上安装好操作系统和所需要的软件，确认工作站能正常工作后，删除无用的文件，如：Windows的临时文件、IE临时文件、Windows的虚拟内存交换文件，以减少镜像文件的容量；之后对硬盘进行磁盘碎片整理，加快备份速度；然后用Ghost，exe把整个硬盘或分区制成镜像文件，如winxp.gho；最后将这个镜像文件传送到服务器上作为网络克隆的源文件。

2.2工作站的PXE设置

以加装了PXE启动芯片的RTLSl39网卡为例，其PXE启动设置步骤如下：

(1)计算机启动时根据屏幕提示按下Shfft+F10进入网卡配置菜单，找到“Network Boot Protocol(PXE RPL)”即网络引导协议，使用空格键设定PXE为默认网络引导协议;

(2)重新启动计算机，按“DEL"进入BIOS主界面，选择“Boot”菜单下的“Network boot from rt18139”选项，使用“+”键把“Network boot from rf18139'’向上移动至顶端，使其成为第一引导设备。

2.3克隆服务器的设置

在服务器上的设置分为两部分内容：DHCP(动态主机分配协议)和TFrP(简单文件传输协议)服务的设置。通常使用Tftp32软件来实现TF12a服务功能，DHCP服务需要在Server版的操作系统才能实现。在平时使用中为了获得DHCP服务往往需要安装Server版操作系统，既费时又费力。但使用MaxDOS 5.6 PXE可以很好的解决这个问题。MaxDOS 5.6 PXE软件是一个软件包，其中包含了Tftpd32.exe和GhostSrv83，exe，Tftpd32是一个集成DHCP、TFTP、SNTP和Syslog多种服务的袖珍网络服务器包，文件占用空间仅有128KB同时提供TFTP客户端应用。使用Tftpd32软件无需安装Server版操作系统，就可以获得DHCP和TFTP服务，省时省力。GhostSrv83是多播克隆服务器程序。

运行MaxDOS 5.6 PXE程序，按照屏幕提示操作，把服务器的IP地址设置为：10.1.1.1，子网掩码设置成255.0.0.0，如果使用的是NF芯片的网卡则IP地址设置为192.168.5.100，子网掩码设置为255.255.255.0。 然后程序将自动打开Tftpd32.exe，并把已经设置好的注册表文件导入系统注册表中，Tfipd32程序按照导入的注册表信息配置好相关的参数，无须再做改动。Tftpd32服务端已经集成了TFTP服务端和DHCP服务端，所以无须再配置DHCP服务。如果本机已经安装了DHCP服务请关闭其中之一，否则造成DHCP服务冲突，导致DHCP服务启动失败。

3　网络克隆的实现

准备就绪后，确认TFTP和DHCP服务已经正确启动，在服务器端的MaxDOS 5.6 PXE软件包中找到GhostSrv83，exe多播克隆服务器程序并运行。

使用GhostSrv83多播克隆服务器程序操作步骤如下：

(1)在会话名称中输入：max；

(2)在映像文件中输入事先已经做好的镜像文件保存路径；

(3)选择“磁盘”或“分区”如果事先做好的是分区镜像文件，还需要在分区右边的对话框中选择已经准备好的选项；

(4)点击“接受客户机”，多播克隆服务器开始等待工作站登陆；

(5)启动已经设置好的工作站，如果设置正确的话，工作站将加入到多播克隆服务器的任务列表中；

(6)确认所有的工作站已经加入到多播克隆服务器的任务列表中，点击“发送数据”开始实现多播克隆任务；

(7)发送完成后，重新启动工作站计算机并更改计算机名和IP地址即可使用。

4　结束语

随着电脑技术的不断发展，越来越多的计算机支持PXE启动技术，使用PXE启动技术维护计算机实验室，不但节省了购置软驱和光驱的费用，还减少了管理员的维护工作量。此外PXE启动技术还可以用于组建无盘网络工作站等。